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微流体驱动技术的开发是基于微纳尺度下的流体力学规律进行的,植物输水是微纳流体运动的典型例子,因此,研究植物的输水,特别是高大植物的水运输机理,有利于对微纳流体领域中流体的状态进行新的探索。 对于植物流体驱动的研究方法很多,X射线相衬成像显微法是一种近年来发展的新方法,在弱吸收材料(比如生物、医学软组织、高分子材料等)的观察中具有明显优势。本文通过同步辐射X射线相衬成像法对柳叶失水和吸水的过程进行了研究。 在观察柳叶失水时,由于导管中产生空穴,从而能够观察到导管的结构,研究表明,柳叶木质部中存在两种导管,一种是导管分子穿孔板倾斜,具尾,且尾端细长,另一种是导管分子穿孔板几乎平直,不具尾。在柳叶的侧脉中,导管分子都是第一种类型,在主脉中,大多数导管是具尾的,但可以观察到少部分导管无尾,相邻两导管之间末端商接垂直连接。 叶片的失水和吸水即叶片的空穴产生和修复,在空穴产生过程中,发现空穴产生有两种情况:其一是导管中部产生气泡,气泡逐渐变大形成长的空气柱充满整个导管中,这一过程需要较长的时间;另一种情况是在失水之初可以观察到气泡,但在很短的时间内,气泡“爆炸”充满整个导管,这一过程比较快,有时只需要几秒钟的时间。 在不同的条件下对柳叶进行失水和吸水过程进行观察,研究发现,光照对柳叶的吸水有较大的影响,光照越大,柳时吸水速度越慢,反之,越快;同一柳叶进行重复的失水和吸水实验,发现再次吸水速度要比初次吸水慢一些;把柳叶用He-Ne激光进行辐照,发现辐照后柳叶的空穴修复能力减弱,部分导管不进行空穴的修复。